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利用天琴探测器探测随机引力波背景

广义相对论与量子宇宙学 2023-01-04 v2 宇宙学与河外天体物理 天体物理仪器与方法

摘要

随机引力波背景(SGWB)的探测是空间引力波天文台的主要科学目标之一,其对天体物理与基础物理具有重大影响。本工作中,我们开发了数据分析软件\texttt{TQSGWB},可基于天琴探测器利用贝叶斯分析方法提取各向同性SGWB。我们发现噪声互谱存在虚部,其在破除公共激光链路中位置噪声的简并性方面发挥重要作用。当考虑虚部修正后,位置噪声参数的可信区间缩小了两个数量级。我们证明,在不存在银河系混淆前景的情况下,可通过马尔可夫链蒙特卡洛采样直接估计各类信号与仪器噪声的参数。仅通过三个月观测,我们发现天琴可确信探测到能量密度低至ΩPL=1.3×1012\Omega_{\rm PL} = 1.3 \times 10^{-12}ΩFlat=6.0×1012\Omega_{\rm Flat} = 6.0 \times 10^{-12}ΩSP=9.0×1012\Omega_{\rm SP} = 9.0 \times 10^{-12}的SGWB,分别对应幂律、平坦和单峰模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.11615,
  title  = {Detecting the stochastic gravitational wave background with the TianQin detector},
  author = {Jun Cheng and En-Kun Li and Yi-Ming Hu and Zheng-Cheng Liang and Jian-dong Zhang and Jianwei Mei},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.11615},
  year   = {2023}
}

备注

28 pages, 8 figures